Dynamischer Druck (Staudruck)

Welcher Druck entspricht der Bewegungsenergie einer Strömung mit der Geschwindigkeit v?

p_{dyn} = \frac{ρ}{2} \cdot v^{2}

p_{dyn} = \frac{ρ}{2} \cdot v^{2}

ρ = \frac{2 \cdot p _{dyn}}{v ^{2}}

v = \frac{2 \cdot p _{dyn}}{ρ}

Umstellen nach

Der dynamische Druck – auch Staudruck oder Geschwindigkeitsdruck – ist die auf das Volumen bezogene kinetische Energie eines strömenden Fluids. Er ist der Druck, der zusätzlich zum statischen Druck entsteht, wenn die Strömung an einem Hindernis vollständig abgebremst wird, etwa an der Spitze eines Staurohrs (Prandtl-Rohr). Mit ihm werden Strömungsgeschwindigkeiten gemessen und Druckverluste berechnet, denn sowohl die Rohrreibung als auch die Einzelwiderstände sind Vielfache des Staudrucks.

Typische Anwendungen sind die Geschwindigkeitsmessung in Lüftungskanälen mit dem Staurohr, die Windlast auf Bauteile und die Druckverlustrechnung in Rohrnetzen.

Größen und Einheiten

Symbol	Bedeutung	Einheit
$p_{dyn}$	dynamischer Druck (Staudruck)Druckanteil aus der Bewegungsenergie der Strömung	Pa
$ρ$	Dichte des FluidsLuft (20 °C) ≈ 1,2 kg/m³, Wasser ≈ 1000 kg/m³	kg/m³
$v$	Strömungsgeschwindigkeitmittlere Geschwindigkeit des Fluids	m/s

Ergebnis

Rechenweg

Werte eintragen, eine Größe leer lassen, „Lösen“ drücken.

GrafikStaudruck über der Strömungsgeschwindigkeit

Beispiel: 38,4 Pa ≈ 0,38 mbar

Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.

Beispiel

In einem Lüftungskanal strömt Luft mit 20 °C (ρ = 1,2 kg/m³) und 8 m/s. Welchen Staudruck zeigt ein Staurohr an?

Gegeben: ρ = 1,2 kg/m³, v = 8 m/s. Gesucht: p_dyn.
Formel: p_dyn = ρ / 2 · v².
Einsetzen: p_dyn = 1,2 kg/m³ ÷ 2 · (8 m/s)² = 0,6 kg/m³ · 64 m²/s² = 38,4 Pa.
Zum Vergleich: Wasser mit derselben Geschwindigkeit hätte einen Staudruck von 1000 ÷ 2 · 64 = 32 000 Pa = 0,32 bar – die Dichte macht den Unterschied.

Ergebnis: 38,4 Pa ≈ 0,38 mbar

Gültigkeit & Hinweise

Der Staudruck wächst mit dem Quadrat der Geschwindigkeit: doppelte Geschwindigkeit bedeutet vierfachen Staudruck.
Gilt für inkompressible Strömung; bei Luft bis etwa 100 m/s (Mach 0,3) hinreichend genau.
Die Dichte der Luft hängt von Temperatur und Luftdruck ab: 1,2 kg/m³ gilt für 20 °C und 1013 mbar.

Typische Fehler

Geschwindigkeit in km/h statt m/s eingesetzt (1 m/s = 3,6 km/h).

Verwandte Formeln:

Quelle: Grundlagen Strömungslehre (z. B. Bohl/Elmendorf: Technische Strömungslehre)